前言

SDS 在 Redis 中有着举足轻重的地位，Redis 没有使用 C 语言中提供的字符串，而是通过 SDS 存储字节序列。

它相比较与字符串有以下几个好处：

SDS 使用二进制存储数据，不但可以存储字符串，还是可以存储图片、视频、其他二进制数据。
SDS 的所有函数都是二进制安全的。
SDS 可以自动扩容。
SDS 可以直接获取字符串长度。

结构

首先我们看 SDS 在 redis 中是这么定义的：

typedef char *sds;

把 SDS 说的这么强大，居然只是一个 char 类型的指针！char 在 C 语言中占用 1 字节。那么说明通过 SDS 访问数据时，都是一个一个字节去访问的，这也说明为什么 SDS 存储的是字节序列。

Redis 为 SDS 定义了几种不同的结构体，用于表示不同大小的字符串：

它们的结构如下：

从图中可以看出，每一种结构可以记录字符串的长度都不相同：

类型	数据长度
sdshdr5	2^5 – 1
sdshdr8	2^8 – 1
sdshdr16	2^16 – 1
sdshdr32	2^32 – 1
sdshdr64	2^64 – 1

Redis 这么设计的原因是为了节省内存，假设有 2000 万个字符串，如果都可以使用 sdshdr8 存储下，那么使用 sdshdr8 就可以比 sdshdr16 节省 38 M，比 sdshdr32 节省 76 M，比 sdshdr64 节省 152 M。随着存储的字符串越来越多，能够节省的内存就会越多。

创建 SDS

_sdsnewlen(const void *init, size_t initlen, int trymalloc) 这是创建 SDS 的函数签名，它有三个参数：

init：需要存储的字符串
initlen：初始化的长度
trymalloc：是否尝试分配内存。如果开启的话，内存分配失败，则只会返回 null，错误由调用方处理。如果不开启，则会直接将错误输出并中断进程。

创建 SDS 总共分为 3 个步骤：

根据 initlen 确定需要使用的类型
申请内存，内存大小 = 类型头部大小 + 数据大小 + 1
在申请的内存中写入数据

例子

假设现在要创建一个字符串 “abcdefghijkabcdefghijkabcdefghijk”，_sdsnewlen("abcdefghijk", 33)；

执行第一步，确定需要使用的类型，这里长度为 33，使用类型为 sdshdr8。

执行第二步，申请内存空间。sdshdr8 头部的大小为 3byte，数据大小为 33 byte，额外大小 1byte，总共需要申请 37 byte。

第三步，写入数据。

第一个字节写入的是数据的长度 len，长度为 33。

第二个字节写入申请的内存空间大小，这里跟 len 相等。

第三个字节写入 flag，因为我们是使用 sdshdr8，类型为 1，所以低三位是 1，高 5 位未使用。

紧接着就是写入数据，直接将 init 中的数据拷贝过去即可。

最后会写入一个 \0，这就是为什么会多申请一个字节的原因。

整个 sds 的内存空间

扩容

扩容有两种模式，贪婪模式和非贪婪模式。贪婪模式下，会预先分配更多的内存，便于后续使用；非贪婪模式，只会分配刚好足够使用的内存。

_sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen, int greedy)，有三个参数：

s，它指向原字符串
addlen，需要增加的长度
greedy，是否开启贪婪模式

执行步骤：

检查剩余可用空间是否大于 addlen，如果大于则直接返回，不需要进行扩容。
接着计算新的长度，计算公式：原字符串长度 + addlen = newlen
1. 贪婪模式，会增大计算的 newlen。如果 newlen < 1M，则将 new * 2；如果 newlen >= 1M，则 newlen + 1M。
2. 非贪婪模式，则直接使用上述计算的 newlen。
确定 newlen 需要使用的类型。每一种类型可以分配的字符串长度空间都是不一样的。
判断新类型与原类型是否相同
1. 相同，则直接使用 realloc 重新分配内存空间。
2. 不相同，则需要使用 malloc 申请新的空间。
  1. 拷贝原数据到新的内存空间，释放原内存空间
  2. 设置 flag 为新的类型
  3. 设置 len 字段
记录 alloc 字段。